ETSMTOKONDRAL KOMPLEKSLER Elektron Tayclar Multienzim Kompleksleri Halinde alrlar

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER

Elektron Taşıyıcıları Multienzim Kompleksleri Halinde Çalışırlar Ø Solunum zincirindeki elektron taşıyıcıları fiziksel olarak kolayca ayrılabilecek şekilde (mesala deterjanlarla) membrana-gömülü supramoleküler kompleksler olarak organize olmuşlardır.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Ø Kompleks I ve II, ubikinona iki ayrı elektron vericisinden elektron aktarır: NADH (Kompleks I) ve süksinat (Kompleks II). Ø Kompleks III elektronları ubikinondan sitokrom c’ye taşır. Ø Kompleks IV ise elektronları sitokrom c’den 02’e kadar taşıyarak zinciri sonuçlandırır.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER • Solunum zincirinin işlevsel komplekslerinin ayrılması: Önce mitokondri dış zarı digitonin deterjanıyla muamele edilerek uzaklaştırılır. Sonra mitokondri ozmotik olarak parçalanıp iç zar kısımları elde edilir ve bu kısımlar ikinci bir deterjanda hassasça çözülür. • İç zar proteinlerinin bu karışımı, iyon-değişim kromatogratisine tabi tutulur. Solunum zincirinin farklı kompleksleri (l’den IV’e), her bir protein kompleksi ve ATP sentaz enzimi (bazen Kompleks V denir) elde edilir.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER • I’den IV'e kadar ayrılmış olan bu kompleksler, görüldüğü gibi, vericiler (NADH ve süksinat), araürün taşıyıcıları (Q ve sitokrom c) ve 02 arasında elektron transferini katalizler. • İn-vitro olarak, ATP sentaz sadece ATP parçalar (ATPaz), ATP sentezleme aktivitesi yoktur.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER • Kompleks I: NADH —» Ubikinon, Kompleks I ve II’nin, ubikinon ile arasındaki ilişkiyi göstermektedir. • NADH: ubikinon oksidoredüktaz da denilen Kompleks I, bir adet FMN-içeren flavoprotein ve en az altı demir-sülfür merkezi bulunan 42 farklı polipeptit zincirinden oluşan büyük bir enzimdir.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER • NADH, süksinat, yağ açili-Ko. A ve gliserol 3 -fosfattan ubikinona elektronların geçiş yolu.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER • Kompleks II: Süksinat —> Ubikinon; sitrik asit döngüsündeki zara bağlı tek enzim olan süksinat dehidrogenazdır. • Kompleks I’den daha küçük ve basit olmakla beraber, iki tip prostetik grup ve en az dört farklı protein içerir. • Bir proteinde, kovalent bağlı FAD ve dört Fe atomlu bir Fe-S merkezi vardır; ikinci bir demirsülfür protein de bulunur. • Elektronlar süksinattan FAD’ye sonra Fe-S merkezler üzerinden ubikinona geçer.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Ø Süksinattan kompleks II yapısına elektron aktarılması; oksaloasetat ve malonat tarafından inhibe edilirken, Ø karboksin ve thenoiltrifluoroaseton ise elektronların kompleks II’den ubikinona aktarılmasını inhibe ederler.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER • Kompleks III: Ubikinon—> Sitokrom c • Bir sonraki solunumsal kompleks olan Kompleks III, sitokrom bc 1 kompleksi veya ubikinon: sitokrom c oksidoredüktaz olarak da bilinir. • Ubikinolden (QH 2) sitokrom c’ye elektron aktarırken, matriksten zarlararası boşluğa protonların vektöriyal transferini de sağlar.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER • Dimerik yapı fonksiyon için esansiyeldir. - Kompleks ubikinon için iki farklı bağlanma bölgesi taşır (QN ve QP). • Monomerler arasındaki boşluk her bir monomerde biri olmak üzere bu bağlanma bölgelerini içerir. • Ubikinon intermediyerleri bu boşluk içerisinde elektron ve protonları iç mitokondriyel membrana taşırlar.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER • Q döngüsü: Kompleks III üzerinden elektronların akışı mavi oklarla gösterilmiştir. Zarın P tarafında QP bölgesinde iki molekül QH 2, Q'ya oksitlenirken dört proton da zarlararası boşluğa salınır. • Her QH 2 bir elektronunu sitokrom c’ye (Rieske Fe-S merkezi üzerinden) ve bir elektronunu da Q’nun QN bölgesindeki bir moleküle (sitokrom b aracılığıyla) vererek, Q’yu iki basamakta QH 2'ye indirger. • Bu indirgenme aynı zamanda matriksten alınan iki protonu da kullanır.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER • Antimycin A: Membranın N (matriks) yüzünde QN’e bağlanarak hem b. H dan Q’ya elektron akışını durdurur. • Myxothiazol: Membranın P yüzünde 2 Fe-2 S merkezi ve hem b. L ‘nin yanındaki QP‘ye bağlanarak QH 2’den Rieske demir-sülfür proteinine elektron akışını engeller

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER • Kompleks IV: Sitokrom c —>02, sitokrom oksidaz olarak da bilinir; solunum zincirinin son basamağında elektronları sitokrom c’den moleküler oksijene taşırken oksijeni de suya indirger. • Kompleks IV mitokondri iç zarının büyük bir enzimidir (13 altbirim; Mr 204, 000).

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER • Solunum zincirindeki dört kompleksten, elektron ve proton akışının özeti .

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER İntermembran aralığa pompalanan H+ sayısı: 1 mol NADH’tan e’ aktarılınca 10 1 mol FADH 2’den e’ aktarılınca 6